Calibració del sensor d’humitat del sòl: 5 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:10

Hi ha molts comptadors d’humitat del sòl al mercat per ajudar el jardiner a decidir quan regar les seves plantes. Malauradament, agafar un grapat de terra i inspeccionar el color i la textura és tan fiable com molts d’aquests aparells. Algunes sondes fins i tot registren "secs" quan es submergeixen en aigua destil·lada. Els sensors d’humitat del sòl de bricolatge barats estan disponibles fàcilment en llocs com Ebay o Amazon. Tot i que donaran un senyal segons la humitat del sòl, és més difícil relacionar la sortida del sensor amb les exigències del cultiu. A l’hora de decidir regar les vostres plantes, el que realment importa és la facilitat que té la planta per extreure aigua dels mitjans de cultiu. La majoria dels sensors d'humitat mesuren la quantitat d'aigua al sòl en lloc de si l'aigua està disponible per a la planta. Un tensiòmetre és la forma habitual de mesurar el grau d’adhesió de l’aigua al sòl. Aquest instrument mesura la pressió necessària per eliminar l'aigua dels mitjans de cultiu; les unitats de pressió habituals utilitzades en el treball de camp són el milibar i el kPa. A tall de comparació, la pressió atmosfèrica és d’uns 1000 milibars o 100 kPa. En funció de la varietat de plantes i del tipus de sòl, les plantes poden començar a marcir-se quan la pressió supera els 100 mIllibars. Tot i que això es podria fer manualment traçant els resultats en paper, s’utilitza un simple registre de dades i es publiquen els resultats a ThingSpeak. El mètode es pot utilitzar per calibrar fàcilment un sensor d’humitat del sòl a una referència de tensiòmetre perquè el jardiner pugui prendre decisions informades sobre quan regar, estalviar aigua i cultivar cultius sans.

Subministraments:

Les parts d’aquest instructable es poden trobar fàcilment cercant a llocs com Amazon o Ebay. El component més car és el sensor de pressió MPX5010DP, que està disponible per menys de 10 dòlars. Els components que s’utilitzen en aquest instructiu són: Placa de desenvolupament del sensor d’humitat del sòl capacitiu v1.2ESP32 Sonda ceràmica Troff Blumat Sensor de pressió NXP MPX5010DP o MPX5100DP Taps de cautxú Tub de plàstic transparent OD de 6 mm 2 resistències 100K 1 resistència 1M Connectar filferros Pot de la planta amb compost

Pas 1: tensiòmetre

Un tensiòmetre del sòl és un tub ple d'aigua amb una tassa de ceràmica porosa a un extrem i un manòmetre a l'altre. L'extrem de la copa ceràmica està enterrat al sòl de manera que la copa estigui en estret contacte amb el sòl. Depenent del contingut d'aigua del sòl, l'aigua passarà del tensiòmetre i reduirà la pressió interna del tub. La reducció de pressió és una mesura directa de l'afinitat del sòl per l'aigua i un indicador de la dificultat per a les plantes d'extreure aigua.

Els tensiòmetres estan fets per al cultivador professional, però solen ser cars. Tropf-Blumat fabrica un dispositiu de reg automàtic per al mercat amateur que utilitza una sonda ceràmica per controlar el reg. La sonda d'una d'aquestes unitats es pot utilitzar per fabricar un tensiòmetre que només costa uns pocs dòlars.

La primera tasca és separar el diafragma de plàstic del cap verd de la sonda. És un toc pop dins del cap verd, un tall i un retall prudents separaran les dues parts. Un cop dividit, practiqueu un forat d'1 mm a la canonada del diafragma. La canonada de plàstic està connectada a la canonada de la part superior del diafragma per mesurar la pressió. L’escalfament de l’extrem del tub en aigua bullent estovarà el plàstic per facilitar l’adaptació. Com a alternativa, es podria utilitzar un tap de goma forat tradicional en lloc de reciclar el diaframa. La pressió a la sonda es pot mesurar directament mesurant l’altura d’una columna d’aigua recolzada en un tub U. Cada polzada d'aigua suportada equival a 2,5 mil·libars de pressió.

Abans d’utilitzar-la, la sonda de ceràmica s’ha de remullar amb aigua durant unes hores per mullar-la a fons. A continuació, la sonda s’omple d’aigua i es posa el tap. El millor és utilitzar aigua bullida per evitar que es formin bombolles d’aire a l’interior de la sonda. La sonda s’insereix fermament al compost humit i es deixa estabilitzar abans de mesurar la pressió.

La pressió del tensiòmetre també es pot mesurar amb un manòmetre electrònic com el MPX5010DP. La relació entre la pressió i el voltatge de sortida del manòmetre es pot trobar a la fitxa de dades del sensor. Com a alternativa, el sensor es pot calibrar directament des d’un manòmetre de tub U ple d’aigua.

Pas 2: Sensor d’humitat capacitiu del sòl

El sensor d’humitat del sòl capacitiu calibrat en aquest manual d’instruccions era el v1.2 disponible a Internet de manera fàcil i econòmica. Aquest tipus de sensor es va triar sobre els tipus que mesuren la resistència del sòl perquè les sondes es poden corroir i es veuen afectades pel fertilitzant. Els sensors capacitius funcionen mesurant quant canvia el contingut d’aigua del condensador de la sonda, que al seu torn proporciona la tensió de sortida de la sonda.

Hi hauria d’haver una resistència d’1 M entre el senyal i el pin de terra del sensor. Tot i que la resistència està muntada a la targeta, de vegades falta la connexió de terra. Els símptomes inclouen una resposta lenta a canvis de condicions. Hi ha diversos problemes de treball si falta aquesta connexió. Els especialistes en soldadura poden enllaçar la resistència amb la terra del tauler. Com a alternativa, es pot utilitzar una resistència externa de 1 M. A mesura que la resistència descarrega un condensador a la sortida, això es podria aconseguir en un programari, curtcircuitant el pin de sortida momentàniament a terra abans de mesurar el sensor.

Pas 3: registre de dades

El tensiòmetre i la sonda capacitiva es col·loquen fermament junts en un test que conté compost de torba humit. Calen unes quantes hores perquè el sistema es resolgui i doni lectures constants dels sensors. En aquesta instrucció es va utilitzar una placa de circuit de desenvolupament ESP32 per mesurar les sortides del sensor i publicar els resultats a ThingSpeak. La placa de circuits està àmpliament disponible a proveïdors xinesos econòmics i es poden utilitzar diversos pins per mesurar tensions analògiques. A mesura que el sensor de pressió genera un senyal de 5V, les dues resistències de 100K redueixen a la meitat aquest voltatge per evitar danyar l’ESP32 de 3,3V. Es poden connectar altres tipus de sensors a l’ESP32 sempre que el senyal de sortida sigui compatible. Finalment, es deixa assecar el test de manera natural i les lectures del sensor es publiquen cada 10 minuts a ThingSpeak. Com que l'ESP32 té pins GPIO de recanvi, es poden afegir altres sensors com la temperatura i la humitat per donar més informació sobre el medi ambient.

Pas 4: programa ESP32

Haureu de configurar el vostre propi compte de ThingSpeak si encara no en teniu cap.

A continuació es mostra l'esbós Arduino IDE per mesurar les sortides del sensor i publicar-les a ThingSpeak. Es tracta d’un programa molt bàsic sense cap interrupció d’errors ni informes de progrés al port sèrie, potser us agradaria embellir-lo segons les vostres necessitats. A més, heu d’inserir el vostre propi ssid, contrasenya i clau API abans de passar a l’ESP32.

Un cop connectats els sensors i alimentat l’ESP32 des d’una font d’alimentació USB, les lectures s’envien a ThingSpeak cada 10 minuts. Es poden establir diferents temps de lectura dins del programa.

DATALOG SKETCH

#include client WiFiClient;

configuració nul·la () {

WiFi.mode (WIFI_STA); connectWiFi (); } bucle buit () {if (WiFi.status ()! = WL_CONNECTED) {connectWiFi (); } client.connect ("api.thingspeak.com", 80); pressió de flotació = analogRead (34); tap flotant = analogRead (35); pressió = pressió * 0,038; // Canvia a retard de milibar (1000);

String url = "/ update? Api_key ="; // Construeix una cadena per publicar

url + = "La vostra clau API"; url + = "& camp1 ="; url + = Cadena (pressió); url + = "& camp2 ="; url + = String (cap); client.print (String ("GET") + url + "HTTP / 1.1 / r / n" + "Host:" + "api.thingspeak.com" + "\ r / n" + "Connection: close / r / n / r / n "); retard (600000); // Repetiu cada 10 minuts}

void connectWiFi () {

while (WiFi.status ()! = WL_CONNECTED) {WiFi.begin ("ssid", "contrasenya"); retard (2500); }}

Pas 5: Resultats i conclusions

Els gràfics de ThingSpeak mostren les lectures del sensor augmentant a mesura que s’asseca la torba. Quan es cultiven plantes com els tomàquets en torba, una lectura del tensiòmetre de 60 mil·libars és el moment òptim per regar les plantes. En lloc d’utilitzar un tensiòmetre, el diagrama de dispersió diu que es pot utilitzar el sensor capacitiu molt més robust i barat si comencem a regar quan la lectura del sensor arriba al 1900.

En resum, aquest manual instructiu mostra com trobar el punt d’activació del reg per a un sensor d’humitat del sòl barat calibrant-lo amb un tensiòmetre de referència. Regar les plantes al nivell d’humitat correcte donarà un cultiu molt més sa i estalviarà aigua.